KR102150147B1 - Apparatus and method for balancing battery module - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 모듈 균등화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 하나 이상의 배터리 모듈의 충전상태(State of Charge; SoC)에 이상이 발생한 경우, 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하여 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC를 균등화 할 수 있는 배터리 모듈 균등화 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for equalizing a battery module, and more specifically, when an abnormality occurs in a state of charge (SoC) of one or more battery modules, the battery module in which the abnormality is diagnosed through an equalization current supply circuit. It relates to a battery module equalization apparatus and method capable of equalizing the SoC of one or more battery modules by supplying an equalization current to the battery.

Description

배터리 모듈 균등화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BALANCING BATTERY MODULE}Battery module equalization device and method {APPARATUS AND METHOD FOR BALANCING BATTERY MODULE}

본 출원은 2017년 05월 24일자 한국 특허 출원 제10-2017-0064203호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.This application claims the benefit of priority based on Korean Patent Application No. 10-2017-0064203 filed May 24, 2017, and all contents disclosed in the documents of the Korean patent application are included as part of this specification.

본 발명은 배터리 모듈 균등화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 하나 이상의 배터리 모듈의 충전상태(State of Charge; SoC)에 이상이 발생한 경우, 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하여 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC를 균등화 할 수 있는 배터리 모듈 균등화 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for equalizing a battery module, and more specifically, when an abnormality occurs in a state of charge (SoC) of one or more battery modules, the battery module in which the abnormality is diagnosed through an equalization current supply circuit. It relates to a battery module equalization apparatus and method capable of equalizing the SoC of one or more battery modules by supplying an equalization current to the battery.

일반적으로, 2차 전지는 전기 자동차, 에너지 저장 시스템 및 무정전 전원 공급 장치와 같은 고용량을 필요로 하는 환경에서는 단위 2차 전지 셀(Cell)을 복수 개 접합함으로써 하나의 배터리 모듈로 사용할 수 있으며, 경우에 따라 배터리 모듈을 복수 개 접합하여 사용할 수 있다.In general, secondary batteries can be used as one battery module by bonding a plurality of unit secondary battery cells in environments that require high capacity such as electric vehicles, energy storage systems, and uninterruptible power supplies. According to this, a plurality of battery modules can be bonded and used.

복수의 배터리 모듈을 함께 사용하는 경우, 배터리 모듈을 생산하면서 발생하는 편차, 배터리 모듈의 온도 편차 등 다양한 요인으로 인해 복수의 배터리 모듈의 전압이 불균형할 수 있다. When a plurality of battery modules are used together, voltages of the plurality of battery modules may be unbalanced due to various factors such as variations occurring while producing the battery modules and temperature variations of the battery modules.

한편, 전압이 불균형한 배터리 모듈을 접합하여 사용하는 경우, 복수의 배터리 모듈의 가용 용량(Capacity) 및 전력(Power)가 감소하고, 배터리 모듈의 노화를 가속화 하여 수명을 단축시킨다는 문제점이 있다.On the other hand, when battery modules having an unbalanced voltage are bonded to each other, there is a problem in that the usable capacity and power of the plurality of battery modules decrease, and the aging of the battery modules is accelerated to shorten the lifespan.

이에, 본 발명자는 전압이 불균형한 배터리 모듈을 접합하여 사용할 때 발생하는 문제점을 해결하기 위해, 하나 이상의 배터리 모듈의 충전상태(State of Charge; SoC)에 이상이 발생한 경우, 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하여 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC를 균등화 할 수 있는 배터리 모듈 균등화 장치 및 방법을 발명하기에 이르렀다.Accordingly, in order to solve the problem that occurs when a battery module having an unbalanced voltage is bonded and used, the present inventors, when an abnormality occurs in the state of charge (SoC) of one or more battery modules, through the equalization current supply circuit. A battery module equalization apparatus and method capable of equalizing the SoC of one or more battery modules by supplying an equalizing current to the battery module diagnosed with an abnormality has been invented.

한국공개특허 제10-2014-0079628호Korean Patent Publication No. 10-2014-0079628

본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명은 하나 이상의 배터리 모듈의 충전상태(State of Charge; SoC)에 이상이 발생한 경우, 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC)에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, 배터리 모듈 컨트롤러(Battery Module Controller; BMC)와 이상이 진단된 상기 배터리 모듈을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성하고, 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하여 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC를 균등화 할 수 있는 배터리 모듈 균등화 장치 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention was derived to solve the above-described problem, and the present invention is based on the location of the battery module in which the abnormality is diagnosed, when an abnormality occurs in the state of charge (SoC) of one or more battery modules. By controlling one or more switching units each included in the above cell module controller (CMC), a battery module controller (BMC) and a closed circuit equalizing current supply circuit including the battery module whose abnormality is diagnosed are provided. It is an object of the present invention to provide a battery module equalization apparatus and method capable of equalizing the SoC of one or more battery modules by supplying equalization current to the battery module for which an abnormality is diagnosed through an equalization current supply circuit.

본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리 모듈 균등화 장치는, 하나 이상의 배터리 모듈과 각각 연결되며, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 각각 측정하는 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC) 및 상기 측정된 각각의 배터리 모듈 양단의 전압을 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 충전상태(State of Charge; SoC)를 산출하고, 산출된 SoC를 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 이상을 진단하는 배터리 모듈 컨트롤러(Battery Module Controller; BMC)을 포함할 수 있으며, 상기 BMC는, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 상기 하나 이상의 CMC에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, 상기 BMC와 이상이 진단된 상기 배터리 모듈을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성하고, 상기 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an apparatus for equalizing a battery module includes: one or more cell module controllers each connected to one or more battery modules and measuring voltages across connected battery modules among the one or more battery modules; CMC) and a state of charge (SoC) of each of the one or more battery modules based on the measured voltage across each battery module, and the abnormality of each of the one or more battery modules based on the calculated SoC May include a battery module controller (BMC) for diagnosing, wherein the BMC is one included in the one or more CMCs, based on the position of the battery module in which an abnormality is diagnosed among the one or more battery modules. By controlling the above switching unit, an equalization current supply circuit, which is a closed circuit including the BMC and the battery module in which an abnormality is diagnosed, is formed, and an equalization current can be supplied to the battery module whose abnormality is diagnosed through the equalization current supply circuit. .

일 실시예에서, 상기 BMC는, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 상기 스위칭부를 제어하여 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수 있다.In one embodiment, the BMC controls the switching units included in the CMC connected to the battery module for which the abnormality is diagnosed and the CMC connected to the front end of the CMC connected to the battery module for which the abnormality is diagnosed to control the equalization current supply circuit. Can be formed.

일 실시예에서, 상기 하나 이상의 CMC는, 상기 하나 이상의 배터리 모듈에 이상이 진단되지 않는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부를 오프(OFF) 상태로 유지할 수 있으며, 상기 BMC는, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈이 있는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부 중 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 스위칭부의 상태를 온(ON) 상태로 제어함으로써, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈이 포함된 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수있다.In one embodiment, the at least one CMC may maintain the at least one switching unit in an OFF state when an abnormality in the at least one battery module is not diagnosed, and the BMC is an abnormality among the at least one battery module. When there is the diagnosed battery module, the CMC connected to the battery module for which the abnormality is diagnosed among the one or more switching units and the switching unit included in the CMC connected to the front end of the CMC connected to the battery module for which the abnormality is diagnosed are turned on. By controlling to the (ON) state, it is possible to form the equalization current supply circuit including the battery module in which the abnormality is diagnosed.

일 실시예에서 상기 BMC는, 상기 하나 이상의 CMC 중 최전단에 위치한 CMC와의 도통 상태를 제어하는 보조 스위칭부;를 포함할 수 있으며, 최전단에 위치한 배터리 모듈에 이상이 진단된 경우, 상기 최전단에 위치한 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 보조 스위칭부의 도통 상태를 제어하여 상기 최전단에 위치한 배터리 모듈을 포함하도록 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수 있다.In one embodiment, the BMC may include an auxiliary switching unit for controlling a conduction state with a CMC located at a frontmost among the one or more CMCs, and when an abnormality is diagnosed in a battery module located at the foremost end, the frontmost end The equalization current supply circuit may be formed to include the battery module located at the foremost end by controlling the conduction state of the switching unit included in the CMC located at and the auxiliary switching unit.

일 실시예에서, 상기 배터리 모듈 균등화 장치는, 상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 연결하는 균등화 BUS 및 통신 BUS를 더 포함할 수 있으며, 상기 균등화 BUS 및 통신 BUS는, 상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 데이지 체인(Daisy Chain) 결선 방식으로 연결할 수 있다.In one embodiment, the battery module equalization device may further include an equalization BUS and a communication BUS connecting the one or more CMCs and the BMC, and the equalization BUS and the communication BUS include the one or more CMCs and the BMC. It can be connected using a daisy chain connection.

일 실시예에서, 상기 균등화 BUS는, 상기 하나 이상의 CMC 중 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 홀수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 양극 BUS 및 상기 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 짝수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 음극 BUS를 포함할 수 있다.In one embodiment, the equalization BUS is a positive BUS for serially connecting one or more CMCs located at an odd-numbered position based on a CMC located at a last end of the one or more CMCs, and an even-numbered BUS based on a CMC located at the last end. It may include a negative BUS connecting one or more CMCs in series.

일 실시예에서, 상기 하나 이상의 CMC는, 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈, 상기 각각의 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 균등화 BUS를 선택적으로 연결하는 커넥터부, 상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 측정하는 전압 센싱부, 상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈의 음극과 상기 하나 이상의 스위칭부를 연결하는 퓨즈부, 상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈을 방전시키는 밸런싱부 및 상기 측정된 전압을 기반으로 상기 밸런싱부의 동작을 제어하는 제어부;를 각각 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the at least one CMC includes a battery module connected to each CMC, a switching unit included in each CMC, and a connector unit for selectively connecting the equalization BUS, and both ends of the battery modules connected to the respective CMCs. Based on the voltage sensing unit measuring voltage, a fuse unit connecting the negative electrode of the battery module connected to each CMC and the one or more switching units, a balancing unit discharging the battery modules connected to each CMC, and the measured voltage Each may further include a control unit for controlling the operation of the balancing unit.

일 실시예에서, 상기 BMC는, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈에 상기 균등화 전류를 공급하는 균등화 전류 공급부 및 상기 균등화 BUS의 전압을 측정하는 전압 측정부를 포함할 수 있으며, 상기 균등화 전류 공급부 및 상기 전압 측정부의 양극 단자는 상기 양극 BUS와 연결되고, 음극 단자는 상기 음극 BUS와 연결될 수 있다.In one embodiment, the BMC may include an equalization current supply unit for supplying the equalization current to the battery module in which the abnormality is diagnosed, and a voltage measurement unit for measuring the voltage of the equalization BUS, and the equalization current supply unit and the voltage A positive terminal of the measurement unit may be connected to the positive BUS, and a negative terminal may be connected to the negative BUS.

일 실시예에서, 상기 BMC는, 상기 하나 이상의 CMC 중 위치를 파악하고자 하는 CMC에 포함된 스위칭부를 제어하여 모듈 위치 식별 회로를 형성하고, 상기 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압에 근거하여 위치를 파악하고자 하는 상기 CMC의 위치를 식별할 수 있다.In one embodiment, the BMC forms a module position identification circuit by controlling a switching unit included in the CMC to determine the position among the one or more CMCs, and determines the position based on the voltage applied to the module position identification circuit. The desired location of the CMC can be identified.

본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리 모듈 균등화 방법은, 배터리 모듈 균등화 장치가 배터리 모듈을 균등화하는 방법에 있어서, 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC)에 각각 연결된 하나 이상의 배터리 모듈 양단의 전압을 각각 측정하는 단계, 상기 측정된 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 양단의 전압을 기반으로 산출된 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 충전상태(State of Charge; SoC)를 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 이상을 진단하는 단계 및 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 상기 하나 이상의 CMC에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, 균등화 전류를 공급하는 균등화 전류 공급부와 이상이 진단된 상기 배터리 모듈을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method for equalizing a battery module includes a method for equalizing a battery module by a battery module equalizing device, wherein at least one battery module is connected to one or more cell module controllers (CMC). Measuring voltage, each of the one or more battery modules based on a state of charge (SoC) of each of the one or more battery modules calculated based on the measured voltage across each of the one or more battery modules. Based on the step of diagnosing the abnormality and the position of the battery module in which the abnormality is diagnosed among the one or more battery modules, by controlling one or more switching units each included in the one or more CMCs, the equalization current supply unit for supplying equalization current and the abnormality are It may include forming an equalization current supply circuit that is a closed circuit including the diagnosed battery module.

일 실시예에서, 상기 균등화 전류를 공급하는 단계는, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 상기 스위칭부를 제어하여 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the supplying of the equalizing current includes controlling the switching unit included in each of the CMC connected to the battery module in which the abnormality is diagnosed and the CMC connected to the front end of the CMC connected to the battery module in which the abnormality is diagnosed. And forming an equalizing current supply circuit.

일 실시예에서, 상기 배터리 모듈 균등화 방법은, 상기 하나 이상의 배터리 모듈에 이상이 진단되지 않는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부를 오프(OFF) 상태로 유지하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 균등화 전류를 공급하는 단계는, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈이 있는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부 중 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 스위칭부의 상태를 온(ON) 상태로 제어함으로써, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈이 포함된 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the battery module equalization method may further include maintaining the one or more switching units in an OFF state when an abnormality in the one or more battery modules is not diagnosed, and the equalization current In the supplying step, when there is a battery module whose abnormality is diagnosed among the one or more battery modules, the CMC connected to the battery module in which the abnormality is diagnosed among the one or more switching units and the front end of the CMC connected to the battery module whose abnormality is diagnosed By controlling the state of the switching unit included in each of the CMC connected to the ON state, forming the equalization current supply circuit including the battery module for which the abnormality is diagnosed may be included.

일 실시예에서, 상기 균등화 전류를 공급하는 단계는,최전단에 위치한 배터리 모듈에 이상이 진단된 경우, 상기 최전단에 위치한 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 하나 이상의 CMC 중 최전단에 위치한 CMC와 연결된 보조 스위칭부의 도통 상태를 제어하여 상기 최전단에 위치한 배터리 모듈을 포함하도록 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the supplying of the equalizing current comprises: when an abnormality is diagnosed in the battery module located at the foremost end, the switching unit included in the CMC located at the foremost end and the CMC located at the foremost among the one or more CMCs It may include forming the equalization current supply circuit to include a battery module located at the foremost end by controlling a conduction state of the connected auxiliary switching unit.

일 실시예에서, 상기 배터리 모듈 균등화 방법은, 균등화 BUS 및 통신 BUS가 상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 연결하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 균등화 BUS 및 통신 BUS는, 상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 데이지 체인(Daisy Chain) 결선 방식으로 연결할 수 있다.In one embodiment, the battery module equalization method may further include a step of connecting the one or more CMCs and the BMC by an equalization BUS and a communication BUS, and the equalization BUS and the communication BUS are the one or more CMCs and the BMC can be connected in a daisy chain connection method.

일 실시예에서, 상기 균등화 BUS는, 상기 하나 이상의 CMC 중 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 홀수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 양극 BUS 및 상기 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 짝수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 음극 BUS를 포함할 수 있다.In one embodiment, the equalization BUS is a positive BUS for serially connecting one or more CMCs located at an odd-numbered position based on a CMC located at a last end of the one or more CMCs, and an even-numbered BUS based on a CMC located at the last end. It may include a negative BUS connecting one or more CMCs in series.

일 실시예에서, 상기 전압을 각각 측정하는 단계는, 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈, 상기 각각의 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 균등화 BUS를 선택적으로 연결하는 단계, 상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 측정하는 단계, 상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈의 음극과 상기 하나 이상의 스위칭부를 연결하는 단계 및 상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈을 방전시키는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the measuring of the voltage may include selectively connecting a battery module connected to each CMC, a switching unit included in each CMC, and the equalization BUS, and a battery module connected to each CMC. Measuring the voltage at both ends, connecting the negative electrode of the battery module connected to each of the CMCs to the one or more switching units, and discharging the battery modules connected to each of the CMCs.

일 실시예에서, 상기 균등화 전류를 공급하는 단계는, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈에 상기 균등화 전류를 공급하는 단계 및 상기 균등화 BUS의 전압을 측정하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 균등화 전류 공급부 및 상기 전압 측정부의 양극 단자는 상기 양극 BUS와 연결되고, 음극 단자는 상기 음극 BUS와 연결될 수 있다.In an embodiment, the supplying of the equalization current may include supplying the equalization current to a battery module in which the abnormality is diagnosed and measuring a voltage of the equalization BUS, and the equalization current supply and A positive terminal of the voltage measuring unit may be connected to the positive BUS, and a negative terminal may be connected to the negative BUS.

일 실시예에서, 상기 균등화 전류를 공급하는 단계는, 상기 하나 이상의 CMC 중 위치를 파악하고자 하는 CMC에 포함된 스위칭부를 제어하여 모듈 위치 식별 회로를 형성하는 단계 및 상기 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압에 근거하여 위치를 파악하고자 하는 상기 CMC의 위치를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the supplying of the equalizing current comprises forming a module position identification circuit by controlling a switching unit included in a CMC to determine a position among the one or more CMCs, and a voltage applied to the module position identification circuit. It may include the step of identifying the location of the CMC to determine the location based on.

본 발명은 하나 이상의 배터리 모듈의 충전상태(State of Charge; SoC)에 이상이 발생한 경우, 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC)에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, 배터리 모듈 컨트롤러(Battery Module Controller; BMC)와 이상이 진단된 상기 배터리 모듈을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성하고, 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하여 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC를 균등화 할 수 있다는 이점이 있다.In the present invention, when an abnormality occurs in the state of charge (SoC) of one or more battery modules, each included in one or more cell module controllers (CMC) based on the location of the battery module at which the abnormality is diagnosed. By controlling one or more switching units, a battery module controller (BMC) and an equalization current supply circuit, which is a closed circuit including the battery module whose abnormality is diagnosed, are formed, and the abnormality is diagnosed through the equalization current supply circuit. The advantage is that the SoC of one or more battery modules can be equalized by supplying equalization current to the battery module.

또한, 본 발명은 하나 이상의 배터리 모듈과 각각 연결된 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC)의 스위칭부를 제어하여 모듈 위치 식별 회로를 형성하고, 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압을 근거하여 CMC의 위치를 식별함으로써, 별도의 구성요소를 추가하지 않고 CMC의 위치를 식별할 수 있다는 이점이 있다.In addition, the present invention forms a module position identification circuit by controlling a switching unit of one or more cell module controllers (CMC) each connected to one or more battery modules, and based on the voltage applied to the module position identification circuit, the CMC By identifying the location, there is an advantage that the location of the CMC can be identified without adding additional components.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)의 구성요소를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에 포함된 셀 모듈 컨트롤러(110)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 형성되는 균등화 전류 공급 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 최전단에 위한 배터리 모듈에 이상이 진단된 경우 형성되는 균등화 전류 공급 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 형성되는 모듈 위치 식별 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 형성되는 모듈 위치 식별 회로의 다른 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)를 이용하여 하나 이상의 배터리 모듈(10)을 균등화하는 일련의 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)를 이용하여 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(110)의 위치를 식별하는 일련의 과정을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a diagram schematically showing components of a battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing in more detail the cell module controller 110 included in the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically showing an equalization current supply circuit formed in the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating an equalization current supply circuit formed when an abnormality is diagnosed in a battery module for a front end in the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram schematically illustrating a module location identification circuit formed in the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram schematically showing another form of a module position identification circuit formed in the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a series of processes of equalizing one or more battery modules 10 using the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flow chart illustrating a series of processes for identifying locations of one or more cell module controllers 110 using the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments are presented to aid in understanding the present invention. However, the following examples are provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the examples.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)의 구성요소를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing components of a battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)는 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC, 110) 및 배터리 모듈 컨트롤러(Battery Module Controller; BMC, 120)를 포함할 수 있다.1, a battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes one or more cell module controllers (CMC, 110) and a battery module controller (BMC, 120). Can include.

먼저, 하나 이상의 CMC(110)는 하나 이상의 배터리 모듈(10)과 각각 연결될 수 있다. 하나 이상의 CMC(110)는 하나 이상의 배터리 모듈(10) 중 하나 이상의 CMC(10)와 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 각각 측정할 수 있다. 이하, 도 2를 참조하며, 하나 이상의 CMC(110)에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.First, one or more CMCs 110 may be connected to one or more battery modules 10, respectively. One or more CMCs 110 may measure voltages across the battery modules connected to one or more CMCs 10 of the one or more battery modules 10, respectively. Hereinafter, referring to FIG. 2, one or more CMCs 110 will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에 포함된 셀 모듈 컨트롤러(110)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다. FIG. 2 is a diagram showing in more detail the cell module controller 110 included in the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 하나 이상의 CMC(110)는 커넥터부(111), 스위칭부(112), 전압 센싱부(113), 밸런싱부(114), 제어부(115) 및 퓨즈부(116)를 각각 포함할 수 있다.2, at least one CMC 110 includes a connector unit 111, a switching unit 112, a voltage sensing unit 113, a balancing unit 114, a control unit 115, and a fuse unit 116, respectively. Can include.

커넥터부(111)는 내부적으로 하나 이상의 CMC(110)와 각각에 연결된 배터리 모듈(10)의 양극 단자와 각각의 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112)를 연결 할 수 있다. 또한 커넥터부(111)는 외부적으로 하나 이상의 CMC(110)와 각각에 연결된 배터리 모듈(10)의 양극 단자 및 각각의 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112) 중 어느 하나 이상과 후술되는 균등화 BUS를 선택적으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 커넥터부(111)는 하나 이상의 커넥터(Connecter)로 구성될 수 있다. The connector unit 111 may internally connect one or more CMCs 110 and a positive terminal of the battery module 10 connected to each of the switching units 112 included in each CMC 110. In addition, the connector unit 111 externally includes at least one of the positive terminal of the battery module 10 connected to each of the CMC 110 and the switching unit 112 included in each CMC 110, which will be described later. Equalization BUS can be optionally connected. To this end, the connector part 111 may be composed of one or more connectors.

스위칭부(112)는 커넥터부(111)와 각각의 CMC(110)에 연결된 배터리 모듈(10)의 음극 단자간의 도통 상태를 제어할 수 있다. 일 예로, 스위칭부(112)는 릴레이(Relay), 콘텍터(Contactor), 트랜지스터(Transistor) 및 사이리스터(Thyristor)와 같은 스위칭 소자일 수 있으며, 스위칭 소자의 도통 상태에 따라 각각의 CMC(110)에 연결된 배터리 모듈(10)의 음극 단자간의 도통 상태를 제어할 수 있다. 또한, 스위칭부(112)는 필요에 따라 하나 이상의 스위칭 소자로 구성될 수 있다.The switching unit 112 may control a conduction state between the connector unit 111 and the negative terminal of the battery module 10 connected to each CMC 110. As an example, the switching unit 112 may be a switching device such as a relay, a contactor, a transistor, and a thyristor, and each CMC 110 may be configured according to a conduction state of the switching device. The conduction state between the negative terminals of the battery module 10 connected to may be controlled. In addition, the switching unit 112 may be composed of one or more switching elements as necessary.

일 실시예에서, 하나 이상의 CMC(110)에 각각 포함된 스위칭부(112)는 후술되는 BMC(120)를 통해 배터리 모듈(10)의 이상이 진단되지 않는 경우, 오프(OFF)상태로 유지될 수 있다.In one embodiment, the switching unit 112 included in each of the at least one CMC 110 is to be maintained in an OFF state when an abnormality of the battery module 10 is not diagnosed through the BMC 120 to be described later. I can.

전압 센싱부(113)는 각각의 CMC(110)에 연결된 배터리 모듈(10) 양단의 전압값을 센싱할 수 있다. 일 예로, 전압 센싱부(113)는 션트(Shunt) 저항 일 수 있으며, 션트 저항에 인가되는 전압값을 후술되는 제어부(115)로 전달할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니한다.The voltage sensing unit 113 may sense a voltage value across the battery modules 10 connected to each CMC 110. For example, the voltage sensing unit 113 may be a shunt resistor, and may transmit a voltage value applied to the shunt resistor to the controller 115 to be described later. However, it is not limited thereto.

일 실시예에서, 전압 센싱부(113)는 센싱되는 배터리 모듈(10) 양단의 전압값을 후술되는 BMC로 제공할 수 있다.In an embodiment, the voltage sensing unit 113 may provide a voltage value at both ends of the battery module 10 to be sensed to a BMC to be described later.

밸런싱부(114)는 연결된 배터리 모듈(10)의 전압값에 기반하여, 연결된 배터리 모듈(10)의 전력을 추가적으로 소모할 수 있다. 일 예로, 밸런싱부는 하나 이상의 스위치(미도시) 및 하나 이상의 저항(미도시)을 포함할 수 있다. 밸런싱부(114)는 후술되는 제어부(115)로부터 밸런싱부 제어 신호를 인가 받아 하나 이상의 저항을 이용하여 배터리 모듈(10)의 전력을 열로 소모할 수 있다.The balancing unit 114 may additionally consume power of the connected battery module 10 based on the voltage value of the connected battery module 10. For example, the balancing unit may include one or more switches (not shown) and one or more resistors (not shown). The balancing unit 114 may receive a balancing unit control signal from the controller 115 to be described later, and consume power of the battery module 10 as heat using one or more resistors.

제어부(115)는 스위칭부(112)로 스위칭부 제어 신호를 출력할 수 있다. 여기서 스위칭부 제어 신호는, 스위칭부(112)의 도통 상태를 변경시킬 수 있는 제어 신호일 수 있다. The controller 115 may output a switching unit control signal to the switching unit 112. Here, the switching unit control signal may be a control signal capable of changing the conduction state of the switching unit 112.

일 실시예에서, 하나 이상의 CMC(110)는 스위치를 구동하는 스위치 구동부(미도시)를 각각 더 포함할 수 있으며, 제어부(115)로부터 스위칭부 제어 신호가 출력되면 스위치 구동부가 스위칭부(112)를 제어함으로써 스위칭부(112)의 도통 상태를 변경시킬 수 있다. 또한, 제어부(115)는 밸런싱부(114)로 밸런싱부 제어 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 밸런싱부 제어 신호는 밸런싱부(114)에 포함된 스위치의 도통 상태를 제어하는 신호일 수 있다. 제어부(115)는 전압 센싱부(113)에서 센싱된 배터리 모듈(10)의 전압값에 기반하여 스위치를 온(ON) 상태로 변경시키고, 밸런싱부(114)에 포함된 저항을 이용하여 전력을 소모함으로써 밸런싱부(114)가 동작하도록 할 수 있다.In one embodiment, the at least one CMC 110 may further include a switch driver (not shown) for driving the switch, respectively, and when a switching unit control signal is output from the controller 115, the switch driving unit is the switching unit 112 It is possible to change the conduction state of the switching unit 112 by controlling. In addition, the controller 115 may output a balancing unit control signal to the balancing unit 114. Here, the balancing unit control signal may be a signal for controlling a conduction state of a switch included in the balancing unit 114. The control unit 115 changes the switch to an ON state based on the voltage value of the battery module 10 sensed by the voltage sensing unit 113, and uses the resistance included in the balancing unit 114 to generate power. By consumption, the balancing unit 114 can be operated.

일 실시예에서, 제어부(115)는 하나의 집적회로로써 복수의 구성요소를 제어할 수 있는 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit; MCU)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the controller 115 may include a micro controller unit (MCU) capable of controlling a plurality of components as one integrated circuit.

퓨즈부(116)는 연결된 배터리 모듈(10)의 음극 단자와 스위칭부(112) 사이에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 퓨즈부(116)은 과전류 차단용 퓨즈(미도시) 및 온도 퓨즈(미도시)를 포함할 수 있다. 과전류 차단용 퓨즈는 배터리 모듈(10)과 스위칭부(112) 사이에 과전류가 흐르는 경우 동작하여 배터리 모듈(10)의 과전류를 차단할 수 있다. 온도 퓨즈는 밸런싱부에 인접하도록 위치될 수 있으며, 밸런싱부에서 발생하는 온도가 기준 온도 이상인 경우 동작하여 과온으로 배터리 모듈(10) 및 CMC(110)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.The fuse unit 116 may be connected between the negative terminal of the connected battery module 10 and the switching unit 112. In an embodiment, the fuse unit 116 may include an overcurrent blocking fuse (not shown) and a thermal fuse (not shown). The overcurrent blocking fuse may operate when an overcurrent flows between the battery module 10 and the switching unit 112 to block the overcurrent of the battery module 10. The thermal fuse may be positioned adjacent to the balancing unit, and may be operated when the temperature generated by the balancing unit is greater than or equal to the reference temperature, thereby preventing damage to the battery module 10 and the CMC 110 due to overheating.

일 실시예에서, 하나 이상의 CMC(110)는 파워부(미도시)를 각각 더 포함할 수 있다. 파워부는 하나 이상의 CMC(110)가 포함하는 구성요소들이 동작할 수 있도록 배터리 모듈(10)의 전압을 감압하여 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어부(115)가 MCU인 경우, MCU의 허용 전압인 3~5V로 전압을 감압하여 제어부(115)에 제공할 수 있다.In one embodiment, the one or more CMCs 110 may each further include a power unit (not shown). The power unit may be provided by reducing the voltage of the battery module 10 so that the components included in one or more CMC 110 can operate. For example, when the controller 115 is an MCU, the voltage can be reduced to 3 to 5V, which is an allowable voltage of the MCU, and provided to the controller 115.

다시 도 1로 돌아와서, 하나 이상의 CMC(110)는 데이지 체인(Daisy Chain) 결선 방식으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)는 통신 BUS 및 균등화 BUS를 포함할 수 있다.Returning to FIG. 1 again, one or more CMCs 110 may be connected in a daisy chain connection method. To this end, the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include a communication BUS and an equalization BUS.

통신 BUS는 하나 이상의 CMC(110)를 데이지 체인 결선 방식으로 연결할 수 있다. 통신 BUS는 각각의 CMC(110)와 후술되는 BMC(120)를 연결할 수 있으며, 각각의 CMC(110)와 BMC(120)간의 데이터 송수신을 수행하도록 할 수 있다.The communication BUS may connect one or more CMCs 110 in a daisy chain connection method. The communication BUS may connect each CMC 110 and a BMC 120 to be described later, and transmit/receive data between each CMC 110 and BMC 120.

균등화 BUS는 하나 이상의 CMC(110)를 데이지 체인 결선 방식으로 연결할 수 있다. 이를 위해 균등화 BUS는 양극 BUS 및 음극 BUS로 구성될 수 있다.Equalization BUS may connect one or more CMCs 110 in a daisy chain connection method. For this purpose, the equalization BUS can be composed of a positive BUS and a negative BUS.

양극 BUS는 최전단에 위치한 배터리 모듈(10)의 양극 단자로부터 연결된 BUS일 수 있다. 양극 BUS는 하나 이상의 CMC(110) 중 최후단에 위치한 CMC(110)를 기준으로 홀수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC(110)를 직렬 연결할 수 있다. 예를 들어, 짝수인 N개의 배터리 모듈(10)에 N개의 CMC(110)가 각각 연결되어 있은 경우, 최후단에 위치한 CMC(110)부터 최전단에 위치한 CMC(110)까지 순차적으로 각 CMC(110)의 번호를 설정할 수 있다. 이때, 최후단에 위치한 CMC(110)는 1번으로 설정되며, 양극 BUS는 1, 3, 5, … N-1번째 CMC(110)를 연결할 수 있다.The positive BUS may be a BUS connected from the positive terminal of the battery module 10 located at the foremost end. The positive BUS may connect one or more CMCs 110 located at odd-numbered positions in series with respect to the CMC 110 located at the last end of one or more CMCs 110. For example, when the N number of CMCs 110 are connected to the N number of even numbered battery modules 10, each CMC sequentially from the CMC 110 located at the rear end to the CMC 110 located at the front end ( 110) can be set. At this time, the CMC 110 located at the last end is set to No. 1, and the positive BUS is 1, 3, 5, ... The N-1th CMC 110 may be connected.

음극 BUS는 최후단에 위치한 배터리 모듈(10)의 음극 단자로부터 연결된 BUS일 수 있다. 음극 BUS는 하나 이상의 CMC(110) 중 최후단에 위치한 CMC(110)를 기준으로 짝수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC(110)를 직렬 연결할 수 있다. 예를 들어, 최후단에 위치한 CMC(110)는 1번으로 설정한 경우, 음극 BUS는 2, 4, 6, … N번째 CMC(110)를 연결할 수 있다.The negative BUS may be a BUS connected from the negative terminal of the battery module 10 located at the last end. The cathode BUS may connect one or more CMCs 110 located at even-numbered positions in series with respect to the CMC 110 located at the last end of the at least one CMC 110. For example, when the CMC 110 located at the last end is set to No. 1, the negative BUS is 2, 4, 6, ... The Nth CMC 110 may be connected.

BMC(120)는 하나 이상의 CMC(110)로부터 측정된 하나 이상의 배터리 모듈(10) 양단의 전압을 기반으로 하나 이상의 배터리 모듈의 충전상태(State of Charge; SoC)를 산출할 수 있으며, 산출된 SoC를 기반으로 하나 이상의 배터리 모듈(10) 각각의 이상을 진단할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 배터리 모듈(10)의 전압을 측정하고, 측정된 전압을 해당 배터리 모듈(10)의 방전곡선(Discharge curve)과 대조하여 SoC를 산출할 수 있다. BMC(120)는 산출된 SoC와 기준 SoC값을 비교하고, 기준 SoC값 이하인 배터리 모듈(10)을 선택하여 이상이 있다고 진단할 수 있다. 여기서 기준 SoC값은, 배터리 모듈(10)이 정상 상태일 때 산출될 수 있는 최소 SoC값을 의미할 수 있으며, 배터리 모듈(10)의 종류 및 사용자의 요구에 따라 다양한 값으로 설정될 수 있다.The BMC 120 may calculate a state of charge (SoC) of one or more battery modules based on voltages across one or more battery modules 10 measured from one or more CMC 110, and the calculated SoC Based on, it is possible to diagnose an abnormality of each of the one or more battery modules 10. For example, the SoC may be calculated by measuring the voltage of one or more battery modules 10 and comparing the measured voltage with the discharge curve of the corresponding battery module 10. The BMC 120 compares the calculated SoC with the reference SoC value, and selects the battery module 10 that is less than the reference SoC value to diagnose that there is an abnormality. Here, the reference SoC value may mean a minimum SoC value that can be calculated when the battery module 10 is in a normal state, and may be set to various values according to the type of the battery module 10 and a user's request.

일 실시예에서, BMC(120)는 하나 이상의 배터리 모듈(10) 중 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 하나 이상의 CMC(110)에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, BMC(120)와 이상이 진단된 배터리 모듈(10)을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수 있다. 또한, BMC(120)는 형성된 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 배터리 모듈(10)에 균등화 전류를 공급할 수 있다. 이하, 도 3 및 4를 참조하여 BMC(120)가 균등화 전류 공급 회로를 형성하고, 형성된 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 있는 배터리 모듈(10)에 균등화 전류를 공급하는 일련의 과정을 설명하도록 한다.In one embodiment, the BMC 120 controls one or more switching units included in each of the one or more CMCs 110 based on the position of the battery module in which the abnormality is diagnosed among the one or more battery modules 10, so that the BMC 120 ) And the battery module 10 in which the abnormality is diagnosed may be formed. In addition, the BMC 120 may supply an equalization current to the battery module 10 whose abnormality is diagnosed through the formed equalization current supply circuit. Hereinafter, a series of processes in which the BMC 120 forms an equalization current supply circuit and supplies an equalization current to the faulty battery module 10 through the formed equalization current supply circuit will be described with reference to FIGS. 3 and 4. .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 형성되는 균등화 전류 공급 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically showing an equalization current supply circuit formed in the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, BMC(120)는 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 배터리 모듈(10)에 균등화 전류를 공급할 수 있다. 이를 위해, 균등화 전류 공급부(121)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the BMC 120 may supply an equalization current to the battery module 10 for which an abnormality is diagnosed through an equalization current supply circuit. To this end, it may include an equalization current supply unit 121.

균등화 전류 공급부(121)는 하나 이상의 배터리 모듈(10)로부터 전압을 인가 받을 수 있으며, 인가 받은 전압을 일정 크기의 전압으로 변환하여 이상이 있는 배터리 모듈(10)로 전달할 수 있다. 일 예로, 균등화 전류 공급부(121)는 DC-DC 컨버터와 같은 절연형 컨버터일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니한다.The equalization current supply unit 121 may receive voltage from one or more battery modules 10, and may convert the applied voltage into a voltage of a predetermined size and transmit it to the battery module 10 having an abnormality. For example, the equalization current supply unit 121 may be an insulated converter such as a DC-DC converter. However, it is not limited thereto.

BMC(120)는 이상이 진단된 배터리 모듈(10)과 연결된 CMC(110) 및 이상이 진단된 배터리 모듈(10)과 연결된 CMC(110)의 전단에 연결된 CMC(110)에 각각 포함된 스위칭부(112)를 제어하여 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수 있다. 예를 들어, 최후단에 위치한 배터리 모듈(10-1) 및 CMC(110-1)를 1번으로 설정하였을 때 2번 배터리 모듈(10-2)에 SoC 이상이 있는 경우, BMC(120)는 2번 CMC(110-2) 및 3번 CMC(110-3)로 제어신호를 출력할 수 있다. 여기서 제어신호는, 하나 이상의 CMC(110)에 포함된 제어부(115)가 스위칭 제어 신호를 출력하도록 제어하는 신호일 수 있다. 다른 일 실시예에서 제어신호는, BMC(120)가 하나 이상의 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112)의 도통 상태를 직접 제어하는 신호일 수 있다. 2번 CMC(110-2) 및 3번 CMC(110-3)는 BMC(120)로부터 제어신호를 수신하여 각각 포함된 스위칭부(112-2 및 112-3)의 도통 상태를 온(ON) 상태로 제어할 수 있다. 이를 통해 BMC(120)는 도 3에 도시된 바와 같은 균등화 전류 공급 회로가 형성할 수 있으며, 이상이 있는 배터리 모듈(10-2)로 균등화 전류가 제공될 수 있다. 즉, 균등화 전류 공급 회로는 1번 커넥터(111-1), 3번 커넥터(111-3), 3번 스위칭부(112-3) 3번 배터리 모듈(10-3)의 음극 단자, 이상이 있는 배터리 모듈(10-2), 2번 스위칭부(112-2), 2번 커넥터(111-2) 및 균등화 전류 공급부(121)를 포함하여 형성될 수 있다. 균등화 전류 공급부(121)는 이와 같이 형성된 균등화 전류 공급 회로를 통해 균등화 전류를 이상이 있는 배터리 모듈(10-2)로 제공할 수 있다.The BMC 120 is a switching unit included in each of the CMC 110 connected to the battery module 10 whose abnormality was diagnosed and the CMC 110 connected to the front end of the CMC 110 connected to the battery module 10 whose abnormality was diagnosed. By controlling 112, the equalization current supply circuit can be formed. For example, when the battery module 10-1 and the CMC 110-1 located at the last end are set to No. 1, when there is an SoC error in the No. 2 battery module 10-2, the BMC 120 Control signals may be output to the 2nd CMC 110-2 and the 3rd CMC 110-3. Here, the control signal may be a signal that controls the controller 115 included in one or more CMCs 110 to output a switching control signal. In another embodiment, the control signal may be a signal in which the BMC 120 directly controls the conduction state of the switching unit 112 included in one or more CMCs 110. The 2nd CMC 110-2 and the 3rd CMC 110-3 receive control signals from the BMC 120 and turn on the conduction states of the included switching units 112-2 and 112-3, respectively. Can be controlled by state. Through this, the BMC 120 may be formed by an equalization current supply circuit as illustrated in FIG. 3, and an equalization current may be provided to the faulty battery module 10-2. In other words, the equalization current supply circuit is the negative terminal of the #1 connector (111-1), #3 connector (111-3), #3 switching unit (112-3), #3 battery module (10-3), The battery module 10-2, the second switching unit 112-2, the second connector 111-2, and the equalizing current supply unit 121 may be formed. The equalization current supply unit 121 may provide an equalization current to the faulty battery module 10-2 through the equalization current supply circuit formed as described above.

한편, 최전단에 위치한 배터리 모듈(10)에 이상이 발생한 경우 최전단에 위치한 CMC(110)의 전단에 CMC(110)가 위치하지 않기 때문에 상술된 방법과 동일한 방법으로 균등화 전류 공급 회로를 형성하기 어려울 수 있다. 이를 보완하기 위하여, BMC(120)는 보조 스위칭부(122)를 포함할 수 있으며, 최전단에 위치한 배터리 모듈(10)에 이상이 발생한 경우, 보조 스위칭부(122)와 최전단에 위치한 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112)의 도통 상태를 제어함으로써 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수 있다. 이하 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.On the other hand, when an abnormality occurs in the battery module 10 located at the foremost end, since the CMC 110 is not located at the front end of the CMC 110 located at the foremost end, an equalization current supply circuit is formed in the same manner as described above. It can be difficult. To compensate for this, the BMC 120 may include an auxiliary switching unit 122, and when an abnormality occurs in the battery module 10 located at the foremost end, the auxiliary switching unit 122 and the CMC located at the foremost end ( By controlling the conduction state of the switching unit 112 included in 110), an equalizing current supply circuit may be formed. Hereinafter, it will be described in more detail with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 최전단에 위한 배터리 모듈에 이상이 진단된 경우에 형성되는 균등화 전류 공급 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating an equalization current supply circuit formed when an abnormality is diagnosed in a battery module at the front end in the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 최전단에 위치한 배터리 모듈(10-n)에 이상이 있는 경우, BMC(120)는 최전단에 위치한 CMC(110-n) 및 보조 스위칭부(122)로 제어신호를 출력할 수 있다. 최전단에 위치한 CMC(110-n)에 포함된 스위칭부(112-n) 및 보조 스위칭부(122)는 제어신호를 수신할 수 있고, 이를 기반으로 스위칭부(112-n) 및 보조 스위칭부(122)의 상태를 온(ON) 상태로 제어할 수 있다. 이를 통해 도 4에 도시된 바와 같은 균등화 전류 공급 회로가 형성됨으로써, 이상이 있는 최전단에 위치한 배터리 모듈(10-n)로 균등화 전류가 제공될 수 있다. 즉, 균등화 전류 공급 회로는 보조 스위칭부(122), 최전단에 위치한 CMC(110-n)의 커넥터부(111-n), 최전단에 위치한 배터리 모듈(10-n), 최전단에 위치한 CMC(110-n)의 스위칭부(112-n), 최전단에 위치한 CMC(110-n)의 커넥터부(111-n) 및 최후단을 기준으로 짝수번째 CMC(110-n-2)의 커넥터부(111-n-2)를 포함하는 균등화 전류 공급 회로를 형성할 수 있다. 균등화 전류 공급부(121)는 이와 같이 형성된 균등화 전류 공급 회로를 통해 균등화 전류를 최전단에 위치한 배터리 모듈(10-n)로 제공할 수 있다.Referring to FIG. 4, when there is an abnormality in the battery module 10-n located at the foremost end, the BMC 120 outputs a control signal to the CMC 110-n and the auxiliary switching unit 122 located at the foremost end. can do. The switching unit 112-n and the auxiliary switching unit 122 included in the CMC 110-n located at the front end can receive a control signal, and based on this, the switching unit 112-n and the auxiliary switching unit The state of (122) can be controlled to the ON state. Through this, the equalization current supply circuit as shown in FIG. 4 is formed, so that the equalization current can be provided to the battery module 10-n located at the foremost end of the fault. In other words, the equalization current supply circuit includes the auxiliary switching unit 122, the connector part 111-n of the CMC 110-n located at the foremost, the battery module 10-n located at the foremost, and the CMC located at the foremost end. The switching part 112-n of (110-n), the connector part 111-n of the CMC 110-n located at the front end, and the connector of the even-numbered CMC 110-n-2 based on the last end An equalization current supply circuit including the parts 111-n-2 may be formed. The equalization current supply unit 121 may provide the equalization current to the battery module 10-n located at the foremost end through the equalization current supply circuit formed as described above.

일 실시예에서, BMC(120)는 균등화 전류 공급부(121)의 출력단에 위치하며, 균등화 전류 공급부(121) 출력단의 도통 상태를 변경하는 균등화 회로 스위칭부(124)를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the BMC 120 is located at the output terminal of the equalization current supply unit 121, and may further include an equalization circuit switching unit 124 that changes the conduction state of the output terminal of the equalization current supply unit 121.

균등화 회로 스위칭부(124)는 이상이 진단된 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하기 위한 균등화 전류 공급 회로를 형성하기 위하여 균등화 전류 공급부(121) 출력단의 도통 상태를 제어할 수 있다. 예를 들어 균등화 회로 스위칭부(124)는 도 1, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 4개의 SPST(Single Pole Single Throw) 스위치일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정하지 않고, 균등화 전류 공급부(121)의 출력단의 출력 전압을 단락시킬 수 있는 어떠한 구성 요소라도 적용될 수 있다.The equalization circuit switching unit 124 may control a conduction state of the output terminal of the equalization current supply unit 121 in order to form an equalization current supply circuit for supplying an equalization current to the battery module in which an abnormality is diagnosed. For example, the equalization circuit switching unit 124 may be four SPST (Single Pole Single Throw) switches as shown in FIGS. 1 and 3 to 6. However, the present invention is not limited thereto, and any component capable of shorting the output voltage of the output terminal of the equalizing current supply unit 121 may be applied.

일 실시예에서, BMC(120)는 하나 이상의 CMC(110) 중 위치를 파악하고자 하는 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112)를 제어하여 모듈 위치 식별 회로를 형성할 수 있다. 또한, BMC는 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압에 근거하여 위치를 파악하고자 하는 CMC(110)의 위치를 식별할 수 있다. 이하 도 5 및 6을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.In one embodiment, the BMC 120 may form a module location identification circuit by controlling the switching unit 112 included in the CMC 110 to determine the location of one or more CMCs 110. In addition, the BMC may identify the position of the CMC 110 to be located based on the voltage applied to the module position identification circuit. Hereinafter, it will be described in more detail with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 형성되는 모듈 위치 식별 회로를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)에서 형성되는 모듈 위치 식별 회로의 다른 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a diagram schematically showing a module position identification circuit formed in the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. ) Is a diagram schematically showing another form of the module position identification circuit formed in).

도 5 및 6을 참조하면, BMC(120)는 위치를 파악하고자 하는 CMC(110)의 스위칭부(112)를 제어함으로써 모듈 위치 식별 회로를 형성할 수 있고, 형성된 모듈 위치 식별 회로의 전압에 근거하여 해당 CMC(110)의 위치를 식별할 수 있다. 이를 위해, BMC(120)는 전압 측정부(123)를 포함할 수 있다.5 and 6, the BMC 120 may form a module position identification circuit by controlling the switching unit 112 of the CMC 110 to determine the position, and based on the voltage of the formed module position identification circuit. Thus, the location of the corresponding CMC 110 can be identified. To this end, the BMC 120 may include a voltage measuring unit 123.

전압 측정부(123)의 양극 단자는 양극 BUS와 연결되고 음극 단자는 음극 BUS와 연결됨으로써, 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압을 측정할 수 있다. 예를 들어, 최후단에 위치한 CMC(110)의 전단에 위치한 CMC(110)의 위치를 파악하고자 하는 경우, BMC(120)는 위치를 파악하고자 하는 CMC(110) 즉, 최후단에 위치한 CMC(110)의 전단에 위치한 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112)의 도통 상태를 제어할 수 있다. 이를 통해, 도 5에 도시된 바와 같은 모듈 위치 식별 회로가 형성될 수 있으며, 모듈 위치 식별 회로는 N개의 배터리 모듈(10) 중 하나의 배터리 모듈만을 포함할 수 있다. 따라서, 전압 측정부(123)를 통해 측정된 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압은 하나의 배터리 모듈의 전압이 될 수 있다. 또한, 최후단에 위치한 CMC(110)를 기준으로 3번째에 위치한 CMC(110)의 위치를 파악하고자 하는 경우, BMC(120)는 3번째에 위치한 CMC(110)에 포함된 스위칭부(112)의 도통 상태를 제어할 수 있다. 이를 통해, 도 6에 도시된 바와 같은 모듈 위치 식별 회로가 형성될 수 있으며, 모듈위치 식별 회로는 N개의 배터리 모듈(10) 중 N-2개의 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 따라서, 전압 측정부(123)를 통해 측정된 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압은 N-2개의 배터리 모듈의 전압이 될 수 있다. 즉, 전압이 1V인 배터리 모듈(10) 10개를 접합하여 사용하는 경우에 상술된 방법을 적용하게 되면, 10개의 CMC(110)의 위치에 따라 0V~ 9V의 전압이 측정될 수 있다. BMC(120)는 하나 이상의 CMC(110)의 위치에 따른 전압값를 기 저장할 수 있고, 기 저장되어 있는 전압값 중 전압 측정부(123)를 통해 측정되는 전압과 대응되는 전압값을 매칭하여 위치를 파악하고자 하는 CMC(110)의 위치를 식별할 수 있다. The positive terminal of the voltage measuring unit 123 is connected to the positive BUS and the negative terminal is connected to the negative BUS, so that a voltage applied to the module position identification circuit may be measured. For example, when trying to determine the location of the CMC 110 located at the front end of the CMC 110 located at the rear end, the BMC 120 is the CMC 110 to determine the location, that is, the CMC located at the end ( The conduction state of the switching unit 112 included in the CMC 110 located at the front end of 110) may be controlled. Through this, a module location identification circuit as shown in FIG. 5 may be formed, and the module location identification circuit may include only one battery module among the N battery modules 10. Accordingly, the voltage applied to the module position identification circuit measured through the voltage measuring unit 123 may be the voltage of one battery module. In addition, when it is desired to determine the position of the CMC 110 located at the third based on the CMC 110 located at the last end, the BMC 120 is the switching unit 112 included in the CMC 110 located at the third end. The conduction state of the can be controlled. Through this, a module location identification circuit as shown in FIG. 6 may be formed, and the module location identification circuit may include N-2 battery modules among the N battery modules 10. Accordingly, the voltage applied to the module position identification circuit measured through the voltage measuring unit 123 may be the voltage of N-2 battery modules. That is, when the above-described method is applied when 10 battery modules 10 having a voltage of 1V are bonded to each other, a voltage of 0V to 9V may be measured according to the positions of the 10 CMCs 110. The BMC 120 may pre-store voltage values according to the positions of one or more CMCs 110, and among pre-stored voltage values, the position is determined by matching the voltage measured by the voltage measuring unit 123 and the corresponding voltage value. It is possible to identify the location of the CMC 110 to be grasped.

다른 일 실시예에서, BMC(120)는 하나 이상의 CMC(110) 마다 모듈 위치 식별 회로를 형성하여 전압 측정부(123)를 통해 전압을 측정하고, 측정되는 전압의 크기를 기반으로 하나 이상의 CMC(110)마다 식별번호를 부여할 수 있다. In another embodiment, the BMC 120 measures a voltage through the voltage measuring unit 123 by forming a module position identification circuit for each of one or more CMCs 110, and one or more CMCs ( 110) can be assigned an identification number.

이하 도 7 및 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)를 이용하여 하나 이상의 배터리 모듈(10)을 균등화하는 방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of equalizing one or more battery modules 10 using the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)를 이용하여 하나 이상의 배터리 모듈(10)을 균등화하는 일련의 과정을 설명하기 위한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a series of processes of equalizing one or more battery modules 10 using the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 하나 이상의 CMC가 연결된 각각의 배터리 모듈 양단의 전압을 측정한다(S110). BMC는 S110단계에서 측정된 배터리 모듈 양단의 전압을 제공 받아 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 SoC를 산출할 수 있다(S120). BMC는 산출된 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC를 기반으로 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC 이상을 각각 진단한다(S130). S130단계에서 하나 이상의 배터리 모듈을 진단한 결과, 이상이 있는 배터리 모듈이 있는 경우, 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 해당 CMC 전단에 연결된 CMC에 포함된 스위칭부를 온(ON) 상태로 제어하여 균등화 전류 공급 회로 형성한다(S140). 균등화 전류 공급부는 S140단계에서 형성된 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 있는 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급한다(S150). S150단계를 통해 균등화 전류가 공급됨으로써, 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC가 균등화 되어 이상이 없는 경우, BMC는 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 해당 CMC 전단에 연결된 CMC에 포함된 스위칭부를 오프(OFF) 상태로 제어하여 정상 동작을 수행한다(S160). 만약 S150단계를 수행한 이후에도 이상이 있는 배터리 모듈에 재차 이상이 있다고 판단되는 경우, S150단계를 반복적으로 수행함으로써 하나 이상의 배터리 모듈의 SoC를 균등화할 수 있다.First, the voltage across each battery module to which one or more CMCs are connected is measured (S110). The BMC may calculate the SoC of each of one or more battery modules by receiving the voltage across the battery module measured in step S110 (S120). The BMC diagnoses SoC errors of one or more battery modules, respectively, based on the calculated SoCs of one or more battery modules (S130). As a result of diagnosing one or more battery modules in step S130, if there is a faulty battery module, the CMC connected to the faulty battery module and the switching unit included in the CMC connected to the front end of the CMC are controlled to be turned on. An equalization current supply circuit is formed (S140). The equalization current supply unit supplies an equalization current to the faulty battery module through the equalization current supply circuit formed in step S140 (S150). When there is no abnormality due to equalization of the SoC of one or more battery modules by supplying the equalization current through step S150, the BMC turns off the switching unit included in the CMC connected to the battery module and the CMC connected to the front end of the CMC. ) To perform a normal operation (S160). If it is determined that there is an abnormality in the battery module having the abnormality again even after performing step S150, the SoC of one or more battery modules may be equalized by repeatedly performing step S150.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 균등화 장치(100)를 이용하여 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(110)의 위치를 식별하는 일련의 과정을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 8 is a flow chart illustrating a series of processes of identifying locations of one or more cell module controllers 110 using the battery module equalization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

먼저, BMC가 위치를 파악하고자 하는 CMC에 포함된 스위칭부를 온(ON) 상태로 제어하여 모듈 위치 식별 회로 형성한다(S210). BMC는 전압 측정부를 통해 S210단계에서 형성된 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압을 측정한다(S220). 이후, 하나 이상의 CMC 중 전압 측정부를 통해 측정된 전압과 대응되는 CMC를 매칭한다(S230). BMC는 S230단계에서 매칭된 CMC를 통해 위치를 파악하고자 하는 CMC의 위치를 파악한다.First, a module location identification circuit is formed by controlling the switching unit included in the CMC to be determined by the BMC in an ON state (S210). The BMC measures the voltage applied to the module position identification circuit formed in step S210 through the voltage measuring unit (S220). Thereafter, the voltage measured through the voltage measuring unit among one or more CMCs and the corresponding CMC are matched (S230). The BMC determines the location of the CMC to be located through the CMC matched in step S230.

전술한 배터리 모듈 균등화 장치(100)를 이용하여 하나 이상의 배터리 모듈(10)을 균등화 하는 방법 및 CMC의 위치를 파악하는 방법은 도면에 제시된 순서도를 참조로 하여 설명되었다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 블록들이 요구되지 않을 수도 있다.A method of equalizing one or more battery modules 10 using the above-described battery module equalizing apparatus 100 and a method of determining the location of the CMC have been described with reference to a flowchart shown in the drawings. For simplicity, the method has been illustrated and described as a series of blocks, but the present invention is not limited to the order of the blocks, and some blocks may occur in a different order or concurrently with other blocks than those shown and described herein. Alternatively, various other branches, flow paths, and orders of blocks may be implemented that achieve the same or similar result. Also, not all illustrated blocks may be required for implementation of the method described herein.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can do it.

10: 배터리 모듈
110: 셀 모듈 컨트롤러
111: 커넥터부 112: 스위칭부
113: 전압 센싱부 114: 밸런싱부
115: 제어부 116: 퓨즈부
120: 배터리 모듈 컨트롤러
121: 균등화 전류 공급부 122: 보조 스위칭부
123: 전압 측정부 124: 균등화 회로 스위칭부10: battery module
110: cell module controller
111: connector part 112: switching part
113: voltage sensing unit 114: balancing unit
115: control unit 116: fuse unit
120: battery module controller
121: equalization current supply 122: auxiliary switching unit
123: voltage measurement unit 124: equalization circuit switching unit

Claims (18)

하나 이상의 배터리 모듈과 각각 연결되며, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 각각 측정하는 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC);
상기 측정된 각각의 배터리 모듈 양단의 전압을 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 충전상태(State of Charge; SoC)를 산출하고, 산출된 SoC를 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 이상을 진단하는 배터리 모듈 컨트롤러(Battery Module Controller; BMC); 및
상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 연결하는 균등화 BUS 및 통신 BUS;를 포함하며,
상기 BMC는,
상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 상기 하나 이상의 CMC에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, 상기 BMC와 이상이 진단된 상기 배터리 모듈을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성하고, 상기 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하며,
상기 균등화 BUS 및 통신 BUS는,
상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 데이지 체인(Daisy Chain) 결선 방식으로 연결하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
At least one cell module controller (CMC) connected to at least one battery module and measuring voltages across the connected battery modules among the at least one battery module;
Calculating a state of charge (SoC) of each of the one or more battery modules based on the measured voltage across each battery module, and diagnosing an abnormality of each of the one or more battery modules based on the calculated SoC Battery Module Controller (BMC); And
Including; equalization BUS and communication BUS connecting the one or more CMC and the BMC,
The BMC,
Equalizing current, which is a closed circuit including the BMC and the battery module in which the abnormality is diagnosed, by controlling one or more switching units respectively included in the one or more CMCs based on the position of the battery module in which the abnormality is diagnosed among the one or more battery modules Forming a supply circuit, and supplying an equalizing current to the battery module whose abnormality is diagnosed through the equalizing current supply circuit,
The equalization BUS and communication BUS,
Characterized in that connecting the at least one CMC and the BMC in a daisy chain connection method,
Battery module equalization device.
제1항에 있어서,
상기 BMC는,
상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 상기 스위칭부를 제어하여 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
The method of claim 1,
The BMC,
The CMC connected to the battery module for which the abnormality is diagnosed and the switching unit included in the CMC connected to the front end of the CMC connected to the battery module for which the abnormality is diagnosed, respectively, to form the equalizing current supply circuit,
Battery module equalization device.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 CMC는,
상기 하나 이상의 배터리 모듈에 이상이 진단되지 않는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부를 오프(OFF) 상태로 유지하며,
상기 BMC는,
상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈이 있는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부 중 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 스위칭부의 상태를 온(ON) 상태로 제어함으로써, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈이 포함된 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
The method of claim 1,
The one or more CMCs,
When an abnormality is not diagnosed in the one or more battery modules, the one or more switching units are maintained in an OFF state,
The BMC,
When there is a battery module whose abnormality is diagnosed among the one or more battery modules, the CMC connected to the battery module whose abnormality is diagnosed among the one or more switching units and the CMC connected to the front end of the CMC connected to the battery module whose abnormality is diagnosed, respectively By controlling a state of the included switching unit to an ON state, the equalizing current supply circuit including the battery module in which the abnormality is diagnosed is formed,
Battery module equalization device.
제1항에 있어서,
상기 BMC는,
상기 하나 이상의 CMC 중 최전단에 위치한 CMC와의 도통 상태를 제어하는 보조 스위칭부;를 포함하며,
최전단에 위치한 배터리 모듈에 이상이 진단된 경우, 상기 최전단에 위치한 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 보조 스위칭부의 도통 상태를 제어하여 상기 최전단에 위치한 배터리 모듈을 포함하도록 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
The method of claim 1,
The BMC,
Includes; an auxiliary switching unit for controlling a conduction state with the CMC located at the foremost of the one or more CMC,
When an abnormality is diagnosed in the battery module located at the foremost end, the equalization current supply circuit is configured to include the battery module located at the foremost end by controlling the conduction state of the switching unit and the auxiliary switching unit included in the CMC located at the foremost end. Characterized in that to form,
Battery module equalization device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 균등화 BUS는,
상기 하나 이상의 CMC 중 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 홀수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 양극 BUS; 및
상기 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 짝수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 음극 BUS;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
The method of claim 1,
The equalization BUS,
A positive BUS for serially connecting one or more CMCs located at odd-numbered positions with respect to a CMC located at a last end of the one or more CMCs; And
Characterized in that it comprises; and a cathode BUS for serially connecting one or more CMCs located at an even-numbered position based on the CMC located at the last end;
Battery module equalization device.
제6항에 있어서,
상기 하나 이상의 CMC는,
각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈, 상기 각각의 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 균등화 BUS를 선택적으로 연결하는 커넥터부;
상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 측정하는 전압 센싱부;
상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈의 음극과 상기 하나 이상의 스위칭부를 연결하는 퓨즈부;
상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈을 방전시키는 밸런싱부; 및
상기 측정된 전압을 기반으로 상기 밸런싱부의 동작을 제어하는 제어부;를 각각 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
The method of claim 6,
The one or more CMCs,
A battery module connected to each CMC, a switching unit included in each CMC, and a connector unit selectively connecting the equalization BUS;
A voltage sensing unit measuring voltage across the battery modules connected to each of the CMCs;
A fuse unit connecting the negative electrode of the battery module connected to each of the CMC and the at least one switching unit;
A balancing unit discharging the battery modules connected to each of the CMCs; And
Each further comprising a control unit for controlling the operation of the balancing unit based on the measured voltage,
Battery module equalization device.
제1항에 있어서,
상기 BMC는,
상기 이상이 진단된 배터리 모듈에 상기 균등화 전류를 공급하는 균등화 전류 공급부; 및
상기 균등화 BUS의 전압을 측정하는 전압 측정부;를 포함하며,
상기 균등화 전류 공급부 및 상기 전압 측정부의 양극 단자는 상기 양극 BUS와 연결되고, 음극 단자는 상기 음극 BUS와 연결되는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
The method of claim 1,
The BMC,
An equalization current supply unit supplying the equalization current to the battery module in which the abnormality is diagnosed; And
Includes; a voltage measuring unit for measuring the voltage of the equalization BUS,
A positive terminal of the equalizing current supplying unit and the voltage measuring unit is connected to the positive BUS, and a negative terminal is connected to the negative BUS,
Battery module equalization device.
제1항에 있어서,
상기 BMC는,
상기 하나 이상의 CMC 중 위치를 파악하고자 하는 CMC에 포함된 스위칭부를 제어하여 모듈 위치 식별 회로를 형성하고, 상기 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압에 근거하여 위치를 파악하고자 하는 상기 CMC의 위치를 식별하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 장치.
The method of claim 1,
The BMC,
To form a module position identification circuit by controlling a switching unit included in the CMC to determine the position among the one or more CMCs, and to identify the position of the CMC to be located based on the voltage applied to the module position identification circuit Characterized in that,
Battery module equalization device.
배터리 모듈 균등화 장치가 배터리 모듈을 균등화하는 방법에 있어서,
상기 배터리 모듈 균등화 장치는,
하나 이상의 배터리 모듈과 각각 연결되는 하나 이상의 셀 모듈 컨트롤러(Cell Module Controller; CMC)와, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 이상을 진단하는 배터리 모듈 컨트롤러(Battery Module Controller; BMC)와, 상기 하나 이상의 CMC와 상기 BMC를 데이지 체인(Daisy Chain) 결선 방식으로 연결하는 균등화 BUS 및 통신 BUS를 포함하고,
상기 하나 이상의 CMC를 통해, 상기 하나 이상의 CMC와 각각 연결된 하나 이상의 배터리 모듈 양단의 전압을 각각 측정하는 단계;
상기 BMC를 통해, 상기 측정된 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 양단의 전압을 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 충전상태(State of Charge; SoC)를 산출하고, 산출된 SoC를 기반으로 상기 하나 이상의 배터리 모듈 각각의 이상을 진단하는 단계; 및
상기 BMC를 통해, 상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈의 위치에 기초하여, 상기 하나 이상의 CMC에 각각 포함된 하나 이상의 스위칭부를 제어함으로써, 상기 BMC와 이상이 진단된 상기 배터리 모듈을 포함하는 폐회로인 균등화 전류 공급 회로를 형성하고, 상기 균등화 전류 공급 회로를 통해 이상이 진단된 상기 배터리 모듈에 균등화 전류를 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
In the method for equalizing the battery module by the battery module equalization device,
The battery module equalization device,
One or more cell module controllers (CMC) each connected to one or more battery modules, a battery module controller (BMC) for diagnosing an abnormality in each of the one or more battery modules, and the one or more CMCs Including equalization BUS and communication BUS connecting the BMC in a daisy chain connection method,
Measuring voltages across one or more battery modules each connected to the one or more CMCs through the one or more CMCs;
Through the BMC, a state of charge (SoC) of each of the one or more battery modules is calculated based on the measured voltage across each of the one or more battery modules, and the one or more batteries based on the calculated SoC Diagnosing an abnormality of each module; And
By controlling one or more switching units included in each of the one or more CMCs through the BMC, based on the position of the battery module in which the abnormality is diagnosed among the one or more battery modules, the BMC and the battery module in which the abnormality is diagnosed are included. Forming an equalization current supply circuit, which is a closed circuit, and supplying an equalization current to the battery module whose abnormality is diagnosed through the equalization current supply circuit.
Battery module equalization method.
제10항에 있어서,
상기 균등화 전류를 공급하는 단계는,
상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 상기 스위칭부를 제어하여 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
The method of claim 10,
The step of supplying the equalization current,
And forming the equalizing current supply circuit by controlling the switching units included in the CMC connected to the battery module in which the abnormality is diagnosed and the CMC connected to the front end of the CMC connected to the battery module in which the abnormality is diagnosed. With,
Battery module equalization method.
제10항에 있어서,
상기 배터리 모듈 균등화 방법은,
상기 하나 이상의 배터리 모듈에 이상이 진단되지 않는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부를 오프(OFF) 상태로 유지하는 단계;를 더 포함하며,
상기 균등화 전류를 공급하는 단계는,
상기 하나 이상의 배터리 모듈 중 이상이 진단된 배터리 모듈이 있는 경우, 상기 하나 이상의 스위칭부 중 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC 및 상기 이상이 진단된 배터리 모듈과 연결된 CMC의 전단에 연결된 CMC에 각각 포함된 스위칭부의 상태를 온(ON) 상태로 제어함으로써, 상기 이상이 진단된 배터리 모듈이 포함된 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
The method of claim 10,
The battery module equalization method,
If an abnormality is not diagnosed in the one or more battery modules, maintaining the one or more switching units in an OFF state; further comprising,
The step of supplying the equalization current,
When there is a battery module whose abnormality is diagnosed among the one or more battery modules, the CMC connected to the battery module whose abnormality is diagnosed among the one or more switching units and the CMC connected to the front end of the CMC connected to the battery module whose abnormality is diagnosed, respectively Forming the equalization current supply circuit including the battery module in which the abnormality is diagnosed by controlling the state of the included switching unit to an ON state; characterized in that it comprises,
Battery module equalization method.
제10항에 있어서,
상기 균등화 전류를 공급하는 단계는,
최전단에 위치한 배터리 모듈에 이상이 진단된 경우, 상기 최전단에 위치한 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 하나 이상의 CMC 중 최전단에 위치한 CMC와 연결된 보조 스위칭부의 도통 상태를 제어하여 상기 최전단에 위치한 배터리 모듈을 포함하도록 상기 균등화 전류 공급 회로를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
The method of claim 10,
The step of supplying the equalization current,
When an abnormality is diagnosed in the battery module located at the foremost end, the switching unit included in the CMC located at the foremost end and the auxiliary switching unit connected to the CMC located at the foremost among the one or more CMCs are controlled to control the conduction state, and are located at the foremost end. Forming the equalization current supply circuit to include a battery module; characterized in that it comprises,
Battery module equalization method.
삭제delete 제10항에 있어서,
상기 균등화 BUS는,
상기 하나 이상의 CMC 중 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 홀수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 양극 BUS; 및
상기 최후단에 위치한 CMC를 기준으로 짝수 번째에 위치한 하나 이상의 CMC를 직렬 연결하는 음극 BUS;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
The method of claim 10,
The equalization BUS,
A positive BUS for serially connecting one or more CMCs located at odd-numbered positions with respect to a CMC located at a last end of the one or more CMCs; And
Characterized in that it comprises; and a cathode BUS for serially connecting one or more CMCs located at an even-numbered position based on the CMC located at the last end;
Battery module equalization method.
제15항에 있어서,
상기 전압을 각각 측정하는 단계는,
각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈, 상기 각각의 CMC에 포함된 스위칭부 및 상기 균등화 BUS를 선택적으로 연결하는 단계;
상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈 양단의 전압을 측정하는 단계;
상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈의 음극과 상기 하나 이상의 스위칭부를 연결하는 단계; 및
상기 각각의 CMC에 연결된 배터리 모듈을 방전시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
The method of claim 15,
The step of measuring each of the voltages,
Selectively connecting a battery module connected to each CMC, a switching unit included in each CMC, and the equalization BUS;
Measuring voltages across the battery modules connected to each of the CMCs;
Connecting the negative electrode of the battery module connected to each of the CMC and the at least one switching unit; And
Characterized in that it includes; discharging the battery modules connected to each of the CMCs,
Battery module equalization method.
제10항에 있어서,
상기 균등화 전류를 공급하는 단계는,
상기 이상이 진단된 배터리 모듈에 상기 균등화 전류를 공급하는 단계; 및
상기 균등화 BUS의 전압을 측정하는 단계;를 포함하며,
상기 균등화 전류 공급부 및 상기 전압 측정부의 양극 단자는 상기 양극 BUS와 연결되고, 음극 단자는 상기 음극 BUS와 연결되는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.
The method of claim 10,
The step of supplying the equalization current,
Supplying the equalization current to a battery module in which the abnormality is diagnosed; And
Including; measuring the voltage of the equalization BUS;
A positive terminal of the equalizing current supplying unit and the voltage measuring unit is connected to the positive BUS, and a negative terminal is connected to the negative BUS,
Battery module equalization method.
제10항에 있어서,
상기 균등화 전류를 공급하는 단계는,
상기 하나 이상의 CMC 중 위치를 파악하고자 하는 CMC에 포함된 스위칭부를 제어하여 모듈 위치 식별 회로를 형성하는 단계; 및
상기 모듈 위치 식별 회로에 인가되는 전압에 근거하여 위치를 파악하고자 하는 상기 CMC의 위치를 식별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
배터리 모듈 균등화 방법.The method of claim 10,
The step of supplying the equalization current,
Forming a module position identification circuit by controlling a switching unit included in a CMC to determine a position among the one or more CMCs; And
And identifying a location of the CMC to be located based on a voltage applied to the module location identification circuit.
Battery module equalization method.
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